Spé. SVT · Terminale · cours rédigé et vérifié par Claryo, conforme au Bulletin officiel
Les climats passés ne se mesurent pas directement : on les reconstitue grâce à des indices paléoclimatiques (ou proxies), enregistrés dans des archives naturelles. Les principales archives sont les carottes de glace (Antarctique, Groenland), les sédiments océaniques (tests de foraminifères), les pollens et les cernes des arbres.
L'indice central est le rapport isotopique de l'oxygène, le \delta^{18}\text{O}. Il repose sur le fractionnement isotopique : l'eau légère (^{16}\text{O}) s'évapore plus facilement, l'eau lourde (^{18}\text{O}) précipite plus tôt, et ce tri dépend de la température.
Dans la glace, un \delta^{18}\text{O} faible indique le froid : par temps glaciaire, la vapeur qui atteint les pôles est très appauvrie en ^{18}\text{O}. Dans les foraminifères marins, la relation est inverse : en période glaciaire, l'eau légère est stockée dans les calottes, l'océan s'enrichit en ^{18}\text{O}, et un \delta^{18}\text{O} élevé des tests signe un grand volume de glace.
Les bulles d'air piégées dans la glace livrent en plus la composition de l'atmosphère ancienne (CO_2, CH_4). Les pollens renseignent la végétation et donc le climat, les cernes la croissance annuelle. La force de la démarche tient à la convergence de proxies indépendants.
Chaque archive a aussi sa portée temporelle propre. Les cernes des arbres et les coraux donnent une résolution annuelle mais ne remontent que de quelques milliers d'années. Les carottes de glace de l'Antarctique couvrent jusqu'à environ 800 000 ans avec une excellente résolution. Les sédiments océaniques, plus continus, permettent de remonter sur plusieurs millions d'années mais avec une résolution plus grossière. Le paléoclimatologue choisit donc l'archive selon l'échelle de temps visée, puis combine les enregistrements pour reconstituer une histoire climatique aussi complète et fiable que possible. C'est cette complémentarité des archives qui a permis d'établir la succession des cycles glaciaires.
· \delta^{18}\text{O} = \left( \dfrac{(^{18}\text{O}/^{16}\text{O})_{\text{échantillon}}}{(^{18}\text{O}/^{16}\text{O})_{\text{référence}}} - 1 \right) \times 1000 (en pour mille). · Règle mémo : glace \delta^{18}\text{O} faible = froid ; foraminifères \delta^{18}\text{O} élevé = froid.
Schéma clé : deux courbes de \delta^{18}\text{O} (glace et foraminifères) en miroir sur 400 000 ans, montrant l'alternance glaciaire / interglaciaire.
1) Identifier l'archive et l'indice. 2) Rappeler le sens de la relation indice-température (attention au sens opposé glace / foraminifères). 3) Lire les courbes et repérer les alternances. 4) Croiser plusieurs proxies pour valider la reconstitution.
· La relation \delta^{18}\text{O}-température est inversée entre glace et foraminifères : à toujours préciser. · Un proxy n'est pas une mesure directe : on parle de reconstitution, validée par convergence. · Ne pas confondre teneur en CO_2 (bulles d'air, cause/amplification) et \delta^{18}\text{O} (thermomètre).
Maîtrisez le sens de chaque indice et sachez l'expliquer par le fractionnement isotopique. Une copie convaincante croise au moins deux proxies indépendants et justifie l'alternance glaciaire / interglaciaire par leur concordance.